Traitement du signal pour les communications numériques au travers de canaux radio-mobiles

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Traitement du signal pour les communications

numériques au travers de canaux radio-mobiles

Laurent Ros

To cite this version:

Laurent Ros. Traitement du signal pour les communications numériques au travers de canaux radio-mobiles. Traitement du signal et de l’image [eess.SP]. Université de Grenoble, Ecole doctorale EEATS, spécialité Signal, Image, Parole et Télécommunications, 2016. �tel-01345384�

UNIVERSITÉ DE GRENOBLE

ÉCOLE DOCTORALE EEATS

SIGNAL, IMAGE, PAROLE ET TÉLÉCOMMUNICATIONS

HABILITATION À DIRIGER DES RECHERCHES

Présentée par

Laurent Ros

Traitement du signal pour les communications numériques

au travers de canaux radio-mobiles.

préparée au laboratoire GIPSA-Lab, Grenoble.

soutenue le 7 Mars 2016

Composition du jury :

Rapporteurs : _{Mme Marie-Laure Boucheret - Professeur à INP-ENSEEIHT,} Toulouse.

Mr Christophe Laot - Professeur à Telecom Bretagne,

Brest.

Mr Jacques Palicot - Professeur à Centrale-Supélec,

Rennes.

Examinateurs : _{Mme Geneviève Baudoin} - Professeur à l’ESIEE Paris, Noisy Le Grand.

Mr Jean-Marc Brossier - Professeur à Grenoble-INP,

Grenoble.

Mr Laurent Ouvry - Ingénieur de recherche au CEA-LETI,

A mes parents,

Remerciements

Les travaux présentés dans ce mémoire ont été réalisés au sein du département Images-Signal du laboratoire Gipsa-lab, qui offre un cadre particulièrement favorable pour développer des activités de recherche. Je suis ainsi reconnaissant aux différents dirigeants (Jean-Marc Chassery, Christian Jut-ten, Jérôme Mars, Olivier Michel) et à l’ensemble du laboratoire, collègues scientifiques et personnel administratif et technique.

Je remercie vivement les membres du jury pour leur temps et efforts consacrés à la relecture de mon manuscrit de HDR, l’intérêt qu’ils ont su porter à mes travaux, et les échanges intéressants que nous avons eus à l’occasion de la soutenance. Un grand merci donc aux rapporteurs, Marie-Laure-Boucheret, Christophe Laot, et Jacques Palicot, ainsi qu’aux autres membres du jury, Mme la présidente Geneviève Baudoin, Jean-Marc Brossier, et Laurent Ouvry.

Depuis ma thèse soutenue en décembre 2001, mes activités de recherche se sont faites en collabo-ration avec de nombreuses personnes que je voudrais remercier ici.

En premier lieu, j’ai eu la chance et le véritable plaisir d’accompagner de nombreux stagiaires, post-docs, et doctorants au sein du laboratoire (Hussein, Jordi, Soukayna, ...) ou à l’extérieur (Youssef, Huaqiang, Robin, Yoann, Marguerite ...). Je les remercie infiniment pour le bout de chemin partagé, ainsi que pour leur travail captivant. Je suis heureux d’être rester en contact, et même de continuer à travailler avec un certain nombre d’entre eux aujourd’hui (merci d’ailleurs pour les bouts de relectures de ce manuscrit ..., en particulier Robin pour le thème 4 !). Un grand merci également à Eric Simon, collègue de Lille (et ancien doctorant du laboratoire) avec qui bon nombre de ces travaux ont été menés.

Une partie de mes encadrements de thèse a pu se faire grâce à Jean-Marc Brossier, qui a bien voulu assurer durant de nombreuses années la direction officielle de ces thèses. Merci Jean-Marc pour toutes nos collaborations, ainsi que d’avoir su en partie (avec d’autres collègues comme Steeve Zozor, Pierre-Yves Coulon, Christian Commault, Gang Feng, ...) me convaincre de passer cette HDR (spécificité française ...), afin de faire perdurer la thématique “traitement du signal pour les communications” au sein du laboratoire. Merci également à mon co-bureau Cyrille Siclet, pour les échanges amicaux que nous avons régulièrement, en particulier autour de cette thématique. Je pense également aux anciens collègues de cette thématique des 15 dernières années, anciens permanents (Joël Lienard, Gérard Loubet, Kosaï Raoof), ou de passage dans l’équipe (Ali Khalighi, Alejandro, Alain, Bastien, Damien, Rodrigo, Alexandre, ... ). En particulier, je rends hommage à mon ancienne directrice de thèse, Geneviève Jourdain, pour la confiance qu’elle m’a accordée (avec Marylin Arndt, actuellement jeune retraitée de Orange-lab) après près de 6 années passées dans l’industrie.

Une partie non négligeable de mes activités de recherche a été menée en collaboration avec des collègues non universitaires, des centres d’étude ou de recherche technologique Grenoblois, que je remercie également (au CEA-LETI : Mathieu Des Noes, Jean-Baptiste Doré, ..., à la société ST : Fabrice Belvèze, ....).

Enfin, sur le plan personnel, je voudrais remercier ma famille. Merci à mon épouse et à mes 3 enfants, en particulier pour leur grande patience, et leur aide. En prenant du recul, j’exprime ma profonde gratitude à mes parents, Christiane et Mario Ros, pour leur bonté et pour tout ce qu’ils m’ont transmis. Je leur dédie ce diplôme de HDR.

Table des matières

Table des sigles et acronymes xi

I CV et résumé des activités 2

CV résumé 3

1 Encadrement doctoral et scientifique 6

1.1 Encadrement de thèses . . . 6

1.2 Autres encadrements scientifiques . . . 9

1.2.1 Encadrement de Post-docs . . . 9

1.2.2 Encadrement de Master-recherches . . . 9

1.2.3 Encadrement de Stages ingénieurs ou de DRT . . . 10

2 Participation à la vie scientifique 11 2.1 Rayonnement . . . 11

2.1.1 Collaborations avec des universités étrangères et françaises . . . 11

2.1.2 Responsabilités lors de conférences internationales . . . 12

2.1.3 Expertises internationales ou nationales . . . 13

2.1.4 Distinctions diverses ou autres qualifications . . . 14

2.1.5 Relations avec le monde industriel . . . 14

2.2 Responsabilités scientifiques . . . 18

2.2.1 Responsabilités de contrats de recherche rémunérés . . . 18

2.2.2 Projets nationaux ANR . . . 19

2.2.3 Commissions de spécialistes . . . 20

2.2.4 Autres responsabilités scientifiques ou administratives : . . . 20

2.3 Enseignement et responsabilités associées . . . 21

2.3.1 Enseignements dispensés . . . 21

2.3.2 Responsabilités liées à ma fonction d’enseignant . . . 23

3 Publications et production scientifique 25 3.1 Publications . . . 25

iv Table des matières

3.1.1 Revues avec comité de lecture . . . 25

3.1.2 Brevet . . . 27

3.1.3 Chapitres de livres . . . 27

3.1.4 Conférences Internationales . . . 27

3.1.5 Conférences Nationales avec comité de lecture . . . 30

3.2 Notes Techniques et Mémoire de diplôme . . . 31

II Synthèse des travaux de recherche 32 4 Introduction aux activités de recherche 33 4.1 Introduction à la synthèse de mes activités de recherche en traitement du signal pour les communications . . . 33

4.2 Contexte par défaut : canaux de communication radio-mobile . . . 34

4.2.1 Classification des canaux de communications . . . 34

4.2.2 Cas particuliers des systèmes à bande minimale et à bande large . . . 38

4.3 Positionnement et plan de la synthèse de mes travaux . . . 40

4.3.1 Répartition selon les types de canaux et systèmes de communication . . . 40

4.3.2 Répartition selon les types de problèmes en traitement du signal et plan de la synthèse des travaux de recherche . . . 42

4.4 Conclusion du chapitre et avertissement . . . 44

5 Etalement de spectre et autres schémas de transmissions 45 5.1 Thème 1 : Récepteurs pour systèmes d’accès multiple à répartition par codes à étalement de spectre (CDMA) . . . 46

5.1.1 Introduction et préliminaires . . . 46

5.1.2 Egalisation multi-utilisateur multi-trajet (2001-2004) . . . 49

5.1.3 Synchronisation/poursuite en CDMA (2002-2007) . . . 54

5.1.4 Autres en bref : détection de séquences pseudo-aléatoires (2012-2015) . . . 65

5.1.5 Conclusion du thème 1 . . . 67

5.2 Thème 2 : Techniques de transmission . . . 68

5.2.1 Introduction . . . 68

5.2.2 Technique de diversité de transmission D2SD (2003-2005) . . . 68

5.2.3 Autres contributions en bref . . . 72

Table des matières v

6 Estimation dynamique Bayésienne de paramètres d’un canal aléatoire 79

Introduction au chapitre . . . 79

6.1 Thème 3 : Estimateurs pour canaux dynamiques et bornes Bayesiennes . . . 82

6.1.1 Sous-thème 3a : Estimation de canal radio-mobile rapide en modulation multi-porteuse (2005-2010) . . . 82

6.1.2 Sous-thème 3b : Estimation dynamique non-linéaire ou conjointe (2009-2015) . 89 6.1.3 Conclusion du thème 3 . . . 98

6.2 Thème 4 : Performances asymptotiques et liens entre boucles de poursuite et filtres de Kalman pour l’estimation des amplitudes complexes du canal . . . 99

6.2.1 Introduction au thème 4 et modèles . . . 99

6.2.2 Sous-thème 4a : Boucles de poursuite des amplitudes complexes “CATL” (2009-2015) . . . 103

6.2.3 Sous-thème 4b : Performances asymptotiques de filtres de Kalman pour l’esti-mation des amplitudes complexes (2011-2015) . . . 111

6.2.4 Conclusion et discussion autour du thème 4 . . . 120

7 Conclusion et Perspectives 122 7.1 Conclusion . . . 122

7.2 Perspectives . . . 123

7.2.1 Perspectives à l’estimation dynamique de canal et compensations . . . 124

7.2.2 Perspectives aux thèmes liés aux schémas de transmission . . . 125

7.2.3 Ouverture(s) . . . 126

Bibliographie 127 Annexes : quelques articles joints . . . 130

Table des figures

4.1 Classification des canaux de communication en 4 classes . . . 34

4.2 Effets d’un canal de propagation “underspread” sur un système de communication selon les choix du temps symbole et de la bande d’une voie. . . 38

4.3 Plan de mes travaux de recherche selon 2 parties ou 4 thèmes principaux. . . 42

4.4 Collègues avec qui ont été menés les différents thèmes de recherche. . . 43

5.1 Modèle en bande de base de la transmission en lien descendant CDMA [R1] . . . 46

5.2 Représentations équivalentes du récepteur Rake en CDMA . . . 48

5.3 Rappel du récepteur linéaire “théorique” multi-utilisateur en CDMA . . . 50

5.4 Synoptique de la structure de réalisation proposée (Ts/RIT-Structure) . . . 52

5.5 Représentation équivalente de la Ts/RIT-structure :échantillonnage à pas irrégulier àL points/symbole après filtre adapté au code. . . 52

5.6 Synoptique général (représentation formelle) du récepteur mono-trajet avec synchroni-sation conjointe de retard et de phase (le code désiré est le code n01). . . 56

5.7 Détail de la branche de synchronisation de retard : par boucle “early-late” . . . 56

5.8 Détail de la branche de synchronisation de phase : par boucle à remodulation. . . 56

5.9 Illustration du principe de fonctionnement du détecteur d’erreur de retard de la boucle “early-late” . . . 57

5.10 Structure de réalisation des algorithmes de synchronisation conjointe classique (sans le préfiltrep_[i]) ou sa version améliorée (avec le préfiltre) [R2] . . . 58

5.11 Parties réelles des formes d’ondes globales de l’utilisateur no_{2 avant préfiltrage (γ} 21(τ )) et après préfiltrage (˜γ21(τ )) [R2]. . . 60

5.12 Variances théoriques de l’erreur d’estimation du retard normalisé σ2 τ en fonction du rapportEb/N0 . . . 60

5.13 Récepteur Rake (leme _{branche détaillée) utilisant un préfiltre dans la boucle de} synchro-nisation de phase . . . 61

5.14 forme d’onde Emission/Réception γk0k0 (à gauche) et S-courbe résultante (à droite) . . 64

5.15 Générateur de séquence LFSR (représentation de Fibonacci) . . . 65

5.16 Schéma synoptique de la transmission D2SD. . . 71

5.17 Schéma synoptique du détecteur à Maximum de Vraisemblance. . . 71 vi

Table des figures vii

5.18 Probabilité d’erreur moyenne sous un canal de Rayleigh pour la technique D2SD . . . 71

5.19 Principe de l’accès multiple OFDM-CDMA. . . 73

5.20 Efficacité spectrale vsEb/N0, pour différentes modulations et Pe =10−5 [C43]. . . 76

5.21 Synoptique du schéma d’émission-réception du modem Turbo-FSK. . . 76

5.22 Efficacité spectrale en fonction de Eb N0 pour Pe =10 −5_{. . . . 77}

6.1 Distribution de la puissance d’une sous-porteuse sur les différentes sous-porteuses voi-sines à la réception (canal de Rayleigh à spectre de Jakes) [Hijazi 2008] . . . 82

6.2 EQM de l’approximation polynomiale (canal à puissance unitaire àL = 6 trajets, v = 144, N = 128, Ng = 16) [R7] . . . 85

6.3 Exemple de variation temporelle d’un gain complexe et de son approximation polyno-miale pour fdT = 0.1 . . . 85

6.4 Borne de Cramer-Rao Bayesienne (modifiée, contexte NDA, 4-QAM). . . 86

6.5 Diagramme général des algorithmes itératifs d’ “estimation de canal” et “Suppression d’interférence” pourfdT ≤ 0.1 [R10][R8]. . . 86

6.6 Détail du bloc d’ “estimation de canal” pour le deuxième algorithme [R8]. . . 86

6.7 Exemple d’estimation d’un gain complexe (2ème trajet) par filtre de Kalman . . . 88

6.8 Performances de l’algorithme de Kalman / détection QR. . . 88

6.9 Forme d’onde BOC et sa fonction d’auto-corrélation [R12] . . . 93

6.10 Signal émis et signal après filtre adapté à la réception (canal idéal et sans bruit) . . . . 93

6.11 Synoptique de l’estimation conjointe de phase-fréquence et de retard . . . 94

6.12 Spectre bande de base d’un signal OFDM reçu sur une carte USRP-N210 montrant une spur autour de -100 kHz . . . 96

6.13 Exemple de résultats d’expérimentation obtenus avec l’algorithme d’estimation conjointe de suppression de spur . . . 97

6.14 Structure de la CATL inspirée de la DPLL (cas de la boucle d’ordre r = 2) [R19]. . . . 103

6.15 Structure équivalente de type “prédiction/correction” de la CATL (pour l’ordre r = 3). 104 6.16 Structure globale de la RW-LS-CATL à L trajets (haut) et détail de la branche ou boucle associée au trajetl (bas) [R23]. . . 106

6.17 Modules (dB) en fréquence normalisée des fonctions de transfert exacte _{L et approché} ˜ L, ainsi que de 1 − L pour la RWr-LS-CATL . . . 107

6.18 Performances comparatives des CATL en AMSE . . . 110

viii Table des figures

6.20 Auto-corrélation temporelle normalisée pour différents nombre de relais . . . 116 6.21 Spectre Doppler normalisé sur le lien "i" en environnement 2D (en haut) et 3D (en bas) 117 6.22 Variation de la variance d’erreur d’estimation σ2

 en fonction du paramètrea du modèle AR1 . . . 118 6.23 Variance d’estimation σ_2 versusfeq pour différents nombre de bonds . . . 119

Liste des tableaux

4.1 Classe de canal (“underspread”) de communication (selon lent/rapide en temps et plat/sélectif en fréquence) et inconvénients (_{−)/avantages (+) selon la plage de temps symbole} choi-sie, pour des systèmes de communication à bande minimale et à bande large (et diversité). 39 4.2 Répartition de mes principaux travaux de recherche et thèses accompagnées selon les

classes de canaux de communication (lent/rapide en temps, plat/sélectif en fréquence), en précisant le type de largeur de bande du système (bande min/large sans ou avec diversité). . . 41

6.1 Table extraite et complétée de l’article de synthèse [R23] précisant le contexte de nos contributions majeures sur la CATL et les liens avec le filtre de Kalman (Random-W alk) asymptotique . . . 100 6.2 Paramètres de la RWr-LS-CATL (1ère partie) et formules résultantes de l’optimisation

MMSE asymptotique (2nde partie), pourfdT ≤ fnT  1 [R23] . . . 108 6.3 Application des formules d’optimisation MMSE donnant le réglage et les performances

optimales pour les cas particuliers des spectres Doppler de Jakes et 3D [R23] . . . 109

Table des sigles et acronymes

AMSE Asymptotic Mean Square Error

ASM Acoustique Sous Marine

AWGN Additive White Gausian Noise

AR Auto-Régressif

3GPP 3rd Generation Partnership Project BBAG Bruit Blanc Additif Gaussien

BCRB Bayesian Cramer Rao Bound

BEM Basis Expansion Model

BER Bit Error Rate

BFA Banc de Filtres Adaptés

BOC Binary Offset Carrier : type de forme d’onde ou modulation utilisée par Galileo BPSK Binary Phase Shift Keying

CATL Complex Amplitude Tracking Loop CDMA Code Division Multiple Access CFO Carrier Frequency Offset

CM Correlation Matching : critère de coïncidence de corrélation

DA Data-Aided

DLL Delay-Locked Loop

DPLL Digital Phase-Locked Loop DSP Densité Spectrale de Puissance DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum

EM Expectation-Maximisation

EQM Erreur Quadratique Moyenne

FFT Fast Fourier Transform

FA Filtre Adapté

GMSK Gaussian Minimum Shift Keying

GSM Global System for Mobile communications

IAM, ou IEV Interférence d’Accès Multiple, ou Interférence Entre Voies ICI Inter Carrier Interfrerence

IES Interférence Entre Symboles (successifs) IEP Interférence Entre Porteuses

IET Interférence Entre Trajets IEV Interférence Entre Voies

iid indépendant et identiquement distribué

KF Kalman Filter

LS Least Squares

xii Table des sigles et acronymes

LMS Least-Mean Squares

MAV Minimum Asymptotic Variance : critère de minimisation de variance asymptotique

MSE Mean Square Error

MMSE Minimum Mean Square Error

MIMO Multiple-Input-Multiple-Output

NDA Non Data-Aided

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

PLL Phase-Locked Loop

PED Phase Error Detector

QAM Quadrature Amplitude Modulation QPSK Quadrature Phase Shift Keying

RI Réponse Impulsionnelle

RIF Réponse Impulsionnelle à durée Finie RSB Rapport Signal à Bruit

RSIB Rapport Signal à Interférence plus Bruit

RW Random Walk

SNR Signal to Noise Ratio

TDD Time Division Dupplex

TEB Taux d’Erreur Binaire

TED Timing Error Detector

TF Transformée de Fourier ; et TF_τ : TF vis à vis du paramètre τ . TFD (et TFDI) Transformée de Fourier Discrète (et TFD Inverse)

UMTS Universal Mobile Telecommunications System WSS-US Wide Sense Stationary Uncorrelated Scaterring

Avant-Propos

Ce mémoire d’ Habilitation à Diriger les Recherches (HDR) est l’occasion de dresser un bilan des 14 dernières années d’après thèse, concernant mes activités d’enseignant-chercheur et mes travaux de recherche. Ces travaux se situent dans le domaine du traitement du signal pour les communications numériques, et plus particulièrement pour les communications radio-mobiles.

Le document est organisé de la manière suivante. La première partie présente un Curriculum Vitae et un bilan de mes activités d’enseignant-chercheur résumant mes encadrements doctoraux et scientifique, ma participation à la vie scientifique et mes publications. La deuxième partie du document dresse une synthèse de mes travaux de recherche et donne quelques perspectives.

Première partie

CV et résumé des activités

CV résumé

ETAT CIVIL

• Nom : ROS

• Prénoms : Laurent, Francis, Pierre

• Date et lieu de naissance : 21 Octobre 1969 à Agde (Hérault) • Nationalité : française

• Situation familiale : marié, 3 enfants (nés en 1996, 1997, et 2001)

SITUATION PROFESSIONNELLE ACTUELLE • Fonction : Maître de Conférences

(section CNU 61, classe normale, titulaire de la PEDR/PES depuis sept. 2007), • Etablissements de rattachement :

– pour l’enseignement : Grenoble-INP (Institut polytechnique de Grenoble), école PHELMA (Physique, Electronique, Matériaux),

– pour la recherche : laboratoire Gipsa-lab (Grenoble-Images-Parole-Signal-Automatique), Unité Mixte de Recherche (UMR5216) CNRS/Université de Grenoble.

Equipe de recherche : CICS (Communication and Information in Complex System), du Département Images-Signal (DIS) du laboratoire Gipsa-lab

• Adresse professionnelle : GIPSA-lab, 11 rue des Mathématiques, Grenoble Campus, BP46, F-38402 SAINT MARTIN D’HERES Cedex

• Téléphone : 04-76-82-62-57, E-mail : laurent.ros@gipsa-lab.grenoble-inp.fr

DIPLOMES UNIVERSITAIRES

• Déc. 2001 : Doctorat de l’INPG (Institut National Polytechnique de Grenoble), spécialité Signal-Image-Parole-Télécommunications.

• Juin 1992 : Diplôme d’ingénieur Supélec,

spécialité Radiocommunications, à Gif-Sur-Yvette.

• Juin 1989 : DEUG A à l’Université des Sciences et Techniques de Montpellier. • Juin 1987 : BAC C au Lycée Auguste Loubatières d’Agde.

PARCOURS PROFESSIONEL

parcours dans l’Industrie (Recherche & Développement)

• 09/1995-01/1999 : société Sodiélec, à Millau (équipementier Télécom)

Chef de projets, puis du groupe Signal/Modem, au bureau d’études • 10/1993-08/1995 : Centre National d’Etudes des Télécommunications, à Lannion

via la société de services (SSII) Silicom, basée à Rennes (Bretagne). Ingénieur R&D à la division Prévisions-Transmissions-Ionosphériques • 09/1992-08/1993 : DCN/Certel (Centre d’Etudes et Recherches en TELécom), à Toulon

Scientifique du contingent, équipe Trans/Antenne pour sous-marins • 04/1992-07/1992 : Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), à Toulouse,

stage ingénieur au service “Qualité et Traitement en Imagerie Spatiale"

4

parcours dans la Recherche et l’Enseignement supérieur

• Depuis sept 2002 : Maître de conférences à l’INPG, devenu Grenoble-INP en 2008, enseignement à l’ENSERG, puis à PHELMA (2008), recherche au Laboratoire des Images et des Signaux (LIS), puis Gipsa-lab (fusion en 2007 de 3 laboratoires LIS, LAG, ICP).

• 09/2001-08/2002 : Attaché Temporaire d’Enseignement et de Recherche, à l’ENSERG. • 02/1999-08/2001 : Contractuel au LIS pour préparer ma thèse de doctorat en collaboration

avec France-Télécom R&D Meylan qui a financé la majeure partie de l’étude.

Bilan de la publication scientifique

– 24 publications dans des revues avec comités de lecture (dont 22 internationales), => revues de Traitement du Signal (13), Communications (10), Electronique (1). – 1 brevet (national puis international)

– 1 chapitre de livre

– 45 publications dans des congrès internationaux avec comités de lecture – 12 publications dans des congrès nationaux avec comités de lecture

Bilan des encadrements de recherche

– 7 (co-)encadrements de thèses soutenues, plus 2 thèses en cours, – 4 encadrements de post-doctorants (plus 3 co-encadrements mineurs) – 10 encadrements de stages de recherche (Master 2, DEA, DRT, Ingénieur)

Bilan des principales activités internationales

– Membre de Comités Techniques de 2 conférences internationales (ICTTA, ICT) – 2 présidences de session (chairman) lors de conférences internationales (DSP, ICT) – Participation physique (en tant qu’auteur) à 13 conférences internationales

– Membre de l’action européenne COST (IC0803) RFCSET

– Re-lecteur pour de nombreuses revues ou conférences internationales

– Collaboration avec les Universités Libanaises (via étudiants, collègues, publications)

Bilan des principales activités nationales et responsabilités locales

– Participation à 2 projets ANR (LURGA et CONNECT), + 1 participation mineure (AUBE), – 3 participations en tant qu’examinateur à des jurys de thèse,

– 2 participations à des jurys de DRT/DRI

– Re-lecteur d’articles français, participation physique aux conférences nationales (>7) – Nombreuses participations (>70) aux jurys de soutenances de stages M2R ou ingénieurs – Responsable d’une dizaine de contrats de recherche financés (par CEA-LETI, 1 par ST)

– Responsable (au sein des formations de Grenoble-INP) : de la 3ème année filière Sicom durant 5 ans, et de l’option Transmission-Systèmes-Télécommunications durant 2 ans.

– Responsable actuellement de 5 modules d’enseignements,

– J’ai été membre de différents comités : 2 comités de sélection pour postes MCF, comité de pilotage actions communes CEA-Gipsa-lab (2 ans), conseil d’orientation du département Télécom (4 ans), suppléant au Conseil de Laboratoire du LIS (4 ans), comités pédagogiques, présidences du bac, ...

5

Contexte de ma thèse de Doctorat (INPG)

Ma thèse de Doctorat s’est déroulée au Laboratoire des Images et des Signaux au travers d’une collaboration de recherche avec France-Télécom R&D Meylan (anciennement CNET), à partir de Fé-vrier 1999 et a été soutenue le 19 Décembre 2001.

– Sujet : Réception multi-capteur pour un terminal radio-mobile dans un système d’accès multiple à répartition par codes. Application au mode TDD de l’UMTS

– Directrice de thèse : Geneviève JOURDAIN (pour le LIS)

– Co-encadrante : Marylin ARNDT (pour France-Telecom R&D Meylan)

– Jury : Odile MACCHI (présidente), Gilles Y. DELISLE et Dirk SLOCK (rapporteurs), Ghaïs El-ZEIN (examinateur).

– Mention : très honorable ;

– Distinction : lauréat du prix de thèse Grenoble-INP (décerné le 4 Janvier 2004). – Financement : contractuel du LIS (2 ans et 7 mois), puis ATER (durée thèse < 3 ans)

– Mots-clés : radio-communications mobiles, CDMA (Coded-Division-Multiple-Access), étalement de spectre par séquence directe, système de 3emegénération, lien descendant, multi-capteur, trai-tements spatio-temporels, égalisation, détection conjointe, traitrai-tements multi-utilisateur, canal multi-trajet.

Chapitre 1

Encadrement doctoral et scientifique

1.1

Encadrement de thèses

Les thèses soutenues que j’ai co-encadrés de manière officielle1, sont :

1. Youssef NASSER :

Titre : Sensibilité des Systèmes OFDM-CDMA aux erreurs de synchronisation en réception radio-mobile,

Soutenue : le 04/10/2006

Doctorat de : INP Grenoble, spécialité “Signal, Image, Parole, Télécom”, Financement : bourse CEA (de Octobre 2003 à fin Septembre 2006),

Lieu : CEA-LETI (Laboratoire d’Electronique et des Technologies de l’Information), Grenoble. Directrice : Geneviève JOURDAIN (15%, laboratoire LIS)

Co-encadrants : Mathieu DES NOES (60%, CEA-LETI), Laurent ROS (25%, LIS)

Publications issues de la thèse : 2 revues internationales ([R6] et [R13]), 5 conférences interna-tionales.

Devenu : Enseignant-chercheur à l’AUB (“American University of Beirut”), après avoir été post-doctorant à l’IETR de Rennes.

2. Hussein HIJAZI :

Titre : Estimation de canal radio-mobile à évaluation rapide dans les systèmes à modulation OFDM,

Soutenue : le 25/11/2008

Doctorat de : INP Grenoble, spécialité “Signal, Image, Parole, Télécom”, Financement : bourse du ministère (de Octobre 2005 à fin Septembre 2008), Lieu : Laboratoire Gipsa-lab, Département des Images et des Signaux, Grenoble. Directeurs : Geneviève JOURDAIN (5%), Laurent ROS (95%)

N.B. : Je suis devenu directeur par dérogation (au lieu de co-encadrant) suite au décès de G. Jourdain à la fin de la première année de thèse.

Publications issues de la thèse : 5 revues internationales ([R7] à [R11]), 6 conférences internatio-nales, et 2 conférences nationales.

Distinction : lauréat du prix de thèse Grenoble-INP (décerné le 30 Novembre 2010).

Devenu : Enseignant-chercheur à la LIU (“Lebanese International University”), après des post-docs au laboratoire TELICE de l’IEMN de Lille, puis à FT-R&D Meylan.

1. Le premier suivi de thèse auquel j’ai en fait participé, mais de manière non officielle, avec l’accord du directeur de thèse Kosaï RAOOF, était la thèse de Eric SIMON, qui s’est déroulée de 2001-2004 au “Laboratoire des Images et des Signaux” à la suite de mon doctorat et sur un sujet voisin “Synchronisation pour des signaux CDMA en environ-nement multi-utilisateur”. Eric est aujourd’hui Maitre de conférences à L’université de Lille, et un de mes plus proches collaborateurs pour la recherche.

1.1. Encadrement de thèses 7

3. Jordi VILÀ-VALLS :

Titre : Estimation dynamique non-linéaire de canaux de transmission pour récepteurs satellite mobiles,

Soutenue : le 29/03/2010

Note : Jordi faisait partie en parallèle de l’équipe d’escalade de Catalogne.

Doctorat de : INP Grenoble, spécialité “Signal, Image, Parole, Télécom”, Financement : bourse du ministère (de Octobre 2006 à fin Septembre 2009), Lieu : Laboratoire Gipsa-lab, Département des Images et des Signaux, Grenoble. Directeur : Jean-Marc BROSSIER (50%)

Co-encadrant : Laurent ROS (50%)

Publications issues de la thèse : 2 revues internationales ([R12] et [R15]), 3 conférences interna-tionales.

Devenu : Post-Doctorant à l’UAB (“Universitat Autònoma de Barcelona”) puis au CTTC (“Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya”).

4. Huaqiang SHU :

Titre : Algorithmes de poursuite pour l’estimation de canal radio-mobile et performances asymp-totiques : application pour les systèmes OFDM,

Soutenue : le 06/11/2013

Doctorat de : USTL (Université des Sciences et Technologies de Lille), spécialité “Micro et Na-notechnologies, Acoustique et Télécommunications”,

Financement : bourse du ministère (de Octobre 2010 à fin Septembre 2013),

Lieu : Laboratoire TELICE de l’IEMN (Institut d’Electronique de Microélectronique et de Na-notechnologie), Lille.

Directrice : Martine LIÉNARD (IEMN, 5%)

Co-encadrants : Eric-Pierre SIMON (IEMN, 52.5%) et Laurent ROS (42.5%)

Publications issues de la thèse : 3 revues internationales ([R18], [R20] et [R21]), 2 conférences internationales (plus 1 revue internationale ([R23] à l’issue du post-doc).

Devenu : Post-Doctorant au Gipsa-lab (10 mois), puis ingénieur R&D en CDI en Chine, dans une start-up à Leaguer (Shenzhen) MicroElectronics Corp, depuis Octobre 2014.

5. Soukayna GHANDOUR-HAIDAR :

Titre : Estimation de canal à évanouissements plats pour les communications sans fil à relais multi-bonds,

Soutenue : le 12 Décembre 2014

Doctorat de : Université Grenoble Alpes, spécialité “Signal, Image, Parole, Télécom”, Financement : bourse du ministère (de Octobre 2010 à fin Septembre 2013),

Lieu : Laboratoire Gipsa-lab, Département des Images et des Signaux, Grenoble. Directeur : Jean-Marc BROSSIER (25%)

Co-encadrant : Laurent ROS (75%)

Publications issues de la thèse (en tant que première auteur) : 1 revue internationale ([R16]), 2 conférences internationales.

Devenu : a fondé une famille, avant de rechercher un emploi.

6. Robin GERZAGUET :

Titre : Méthodes de Traitement Numérique du Signal pour la Réduction d’Auto-Interférences dans un Terminal Mobile,

8 Chapitre 1. Encadrement doctoral et scientifique

Doctorat de : Université Grenoble Alpes, spécialité “Signal, Image, Parole, Télécom”,

Financement : bourse CIFRE avec la société ST-Microelectronics (de Mars 2012 à fin Février 2015),

Lieu : ST-Microelectronics et Gipsa-lab, Grenoble. Directeur : Jean-Marc BROSSIER

Co-encadrants : Fabrice BELVEZE (ST) et Laurent ROS (50%)

Publications issues de la thèse en cours : 2 articles de revues internationales ([R22], ([R24]) et 1 soumis, 3 conférences internationales, 3 conférences nationales.

Distinction : Lauréat du “Best Paper Award” à la conférence internationale Crowncom [Cognitive Radio Oriented Wireless Networks] en Mai 2016, pour l’article [C45].

Devenu : post-doc au Gipsa-lab de 4 mois, puis contrat de 2 ans au CEA-LETI.

7. Mathieu DES NOES :

Titre : Détection itérative des séquences pseudo-aléatoires, Soutenue : le 15 Octobre 2015

Doctorat de : Université Grenoble Alpes, spécialité “Signal, Image, Parole, Télécom”,

Financement : Mathieu est déjà un chercheur sénior en CDI au CEA-LETI, il a obtenu en Janvier 2012 un dégagement de temps pour réaliser une thèse à mi-temps, à laquelle il nous a associé pour suivre son avancement coté universitaire,

Lieu : CEA-LETI, Grenoble. Directeur : Jean-Marc BROSSIER

Co-encadrants : Valentin SAVIN (CEA-LETI), et Laurent ROS

Publications issues de la thèse : 4 conférences internationales de premier plan.

Les thèses en cours ou en démarrage que je co-encadre sont :

– 8. Yoann ROTH :

Titre prévisionnel : Etude d’une nouvelle couche physique pour réseaux de capteurs sans fil (M2M) pour systèmes critiques,

Avancement : en deuxième année de thèse.

Doctorat de : Université Grenoble Alpes, spécialité “Signal, Image, Parole, Télécom”, Financement : contrat du CEA-LETI, démarré mi mai 2014,

Lieu : CEA-LETI, Grenoble.

Directeur (avec dérogation) : Laurent ROS

Co-encadrants au CEA-LETI : Jean-Baptiste DORE et Vincent BERG

Publications (thèse en cours) : 2 conférences internationales et 2 conférences nationales.

– 9. Marguerite MARNAT :

Titre prévisionnel : Récepteur radio-fréquence basé sur l’échantillonnage parcimonieux pour les applications de communication radio versatile et adaptative,

Avancement : thèse qui vient de démarrer (au 1 octobre 2015).

Doctorat de : Université Grenoble Alpes, spécialité “Signal, Image, Parole, Télécom”, Financement : contrat du CEA-LETI, démarré en Octobre 2015,

Lieu : CEA-LETI, Grenoble. Directeur : Olivier MICHEL

1.2. Autres encadrements scientifiques 9

1.2

Autres encadrements scientifiques

1.2.1 Encadrement de Post-docs

1. Habti ABEIDA : post-doctorat au Gipsa-lab, en support pour le projet ANR (LURGA),

titre : “Synchronization and multipath channel parameter estimation with GMSK signal Appli-cation to localization (GSM, GPS et Galileo system)”, encadrement L. ROS (70%) et Jean-Marc BROSSIER (30%), du 01/10/2008 au 31/10/2009. Ce travail a donné lieu à publication d’un article de conférence internationale [C23].

2. Alain KIBANGOU : post-doctorat au Gipsa-lab, lié au projet ANR (CONNECT),

titre : “Etude et évaluation des modulations multi-porteuses en milieu sous-marin”, encadrement Cyrille SICLET (70%) et L. ROS (30%), du 01/12/2008 au 31/08/2009. Ce travail a été publié dans 3 articles de conférences internationales [C25, C28, C30].

3. Huaqiang SHU : post-doctorat au Gipsa-lab, suite à sa thèse déroulée à Lille (et suite à un premier post-doc de 6 mois encadré par Cyrille SICLET).

thèmes abordés : “1- Estimateurs de canal pour transmissions multi-porteuses 2- Développement sur plateforme radio-logicielle”. Ce post-doc, dont j’étais responsable au Gipsa-lab du 22/05/2014 au 22/09/2014, a permis de finaliser des articles suite aux travaux de thèse de Huaqiang ([R21], [C40], et de rédiger l’article de synthèse sur les boucles [R23]).

4. Robin GERZAGUET : post-doctorat au Gipsa-lab, suite à sa thèse CIFRE qui s’était déroulée en partenariat avec l’entreprise ST.

thème abordé : “Algorithmes adaptatifs de traitement numérique du signal”. Ce post-doc, dont j’étais responsable au Gipsa-lab du 01/03/2015 au 31/06/2015, a permis de finaliser certains travaux de thèse de Robin.

Je liste ci-dessous des post-docs en collaboration entre le CEA-LETI et le Gipsa-lab, pour lesquels mon taux d’encadrement s’est en réalité avéré très mineur (domaines liés aux couches de télécommu-nications plus élevées que la couche physique) :

– Emilio CALVANESE-STRINATI : titre “Etude du codage distribué et des stratégies de coopéra-tion pour les réseaux de communicacoopéra-tion avec relais ”, responsable CEA : François VACHERAND, du 01/05/2008 au 31/09/2008.

– Cédric ABGRALL : titre “Etude de l’intégration des communications M2M dans les évolutions du LTE”, responsable CEA : Dimitri KTENAS, du 01/11/2010 au 31/03/2012.

– Antonio DE DOMINICO : titre “Mécanismes d’allocation de ressources et de gestion de l’inter-férence pour femto-cellules”, responsable CEA : Dimitri KTENAS, du 15/02/2012 au 15/08/2013.

1.2.2 Encadrement de Master-recherches

1. Aïssa IKHLEF : stage de Diplôme d’Etude Approfondie (DEA), titre : “Estimation de canal en UMTS (TDD)”, encadrement L. ROS (100%), du 01/03/2003 au 30/06/2003.

2. Lahouari FATHI : stage de Diplôme d’Etude Approfondie (DEA), titre : “Traitements aveugles en réception dans un système de communication sans fil CDMA”, encadrement L. ROS (90%) et Geneviève JOURDAIN (10%), du 01/03/2003 au 30/06/2003.

3. Mahmoud EL LABBAN : stage de Master-Recherche (SIPT) réalisé au LIS, ‘titre : “Transmission avec diversité de modulation sur un canal radio-mobile à évanouissements : étude et simulation”, encadrement L. ROS (100%), du 01/03/2004 au 31/07/2004.

10 Chapitre 1. Encadrement doctoral et scientifique

4. Moctar MOSSI IDRISSA : stage de Master-Recherche (Université de Rennes) réalisé au Gipsa-lab, en support pour le projet ANR CONNECT, titre : “Etude et évaluation des modulations multiporteuses en milieu sous-marin”, encadrement Cyrille SICLET (70%) et L. ROS (30%), du 01/03/2008 au 31/08/2008.

5. Soukayna GHANDOUR-HAIDAR : stage de Master-Recherche (SIPT) réalisé au Gipsa-lab, titre “Estimation de canal à évanouissements lents pour les communications-radio-mobiles”, encadre-ment L. ROS (90%) et Jean-Marc BROSSIER (10%), du 01/02/2010 au 15/07/2010.

1.2.3 Encadrement de Stages ingénieurs ou de DRT

1. Mamadou DIOP : stage de 2ème année d’école d’ingénieur ENSERG, réalisé au LIS, “Récepteurs adaptatifs en CDMA : programmation et mesure de performances”, Mai-Juin 2001.

2. Simon KREUTZ : Diplome de Recherche Technologique (DRT) de l’INPG, réalisé au CEA-LETI, “Etude du lien montant des systèmes radio-mobiles basés sur les modulations IFDMA et dérivées (Beyond 3G)”, encadrants : Luc MARET du CEA-LETI (90%) et L. ROS (10%), de Aout 2005 à Aout 2006.

3. Lana DAMAJ : projet de fin d’études pour le diplôme d’ingénieur de l’Université Libanaise de Beyrouth (LIBAN), titre : “Participation au développement d’une plateforme de transmission numérique avancée”, encadrement L. ROS (100%), de Mars à Juin 2008.

4. Dalia OUEIDAT : projet de fin d’études pour le diplôme d’ingénieur de l’Université Libanaise de Beyrouth (LIBAN), en support pour le projet ANR LURGA, titre : “Synchronisation en communications numériques et application au problème de localisation”, encadrement L. ROS (90%) et Jean-Marc BROSSIER (10%), de Mars à Juillet 2008.

5. Imad FARAH : projet de fin d’études pour le diplôme d’ingénieur de l’Université Libanaise de Tripoli (LIBAN), titre : “Contribution au développement d’une plateforme de transmission numérique avancée”, encadrement L. ROS (100%), de Avril à Juin 2008.

Chapitre 2

Participation à la vie scientifique

Après la liste de mes encadrements doctoraux, j’énumère ici les activités qui traduisent plus large-ment ma participation à la vie scientifique, sur le plan national ou international, ou simplelarge-ment au sein de mon laboratoire ou établissement d’enseignement. Je terminerai par un rapide tour d’horizon de mes enseignements. Ils se sont pour la grande majorité déroulés en école d’ingénieur ou master-recherche à Grenoble, sur des sujets qui constituent les briques de base de mon domaine de recherche. Grâce à cela, les 2 fonctions de mon métier, l’“enseignement” et la “recherche”, ont pu se nourrir mutuellement.

2.1

Rayonnement

J’indique dans cette section mes collaborations les plus marquantes avec des universités françaises et étrangères, les invitations à des responsabilités (honorées) lors de congrès internationaux (comité technique, chairman), mes expertises nationales ou internationales (reviews, jury de thèse, de DRT), distinctions diverses, ainsi que mes relations avec le monde industriel.

2.1.1 Collaborations avec des universités étrangères et françaises

2.1.1.1 Forte collaboration nationale avec l’équipe TELICE du laboratoire IEMN de l’Université de Lille

La très forte collaboration menée avec mon collègue Eric SIMON, de l’Université de Lille, a été matérialisée par de nombreuses actions communes, dont :

– co-encadrement d’une thèse (de Huaqiang SHU, Octobre 2010-Novembre 2013) financée par une bourse du ministère à Lille. Le doctorant a ensuite poursuivi avec un post-doc au Gipsa-lab encadré par Cyrille SICLET, puis par moi-même.

– nombreuses publications communes rattachées à nos 2 laboratoires, dont les revues [R14, R17, R18, R19, R20, R21, R23].

– collaboration par l’intermédiaire d’anciens de mes étudiants Grenoblois partis à Lille chez Eric en stage de Master-Recherche (Edwin SILVA en 2009) ou en post-doc (Hussein HIJAZI en 2009). Le postdoc de Hussein avec Eric a notamment permis d’élargir le cercle initial de travail autour de l’estimation des canaux rapidement variables, ce qui a débouché sur les publications communes en conférence [C26][C29][C31] (puis journaux déjà cités [R14, R17]).

12 Chapitre 2. Participation à la vie scientifique

2.1.1.2 Collaborations avec les « Universités Libanaises »

– collaboration de recherche poursuivie avec mon ancien doctorant Hussein HIJAZI, devenu ensei-gnant chercheur à l’université LIU de Beyrouth, avec des publications communes jusqu’à aujour-d’hui (notamment la revue [R19] en 2014). J’ai aussi visité et rencontré son équipe de recherche en Avril 2012.

– collaborations avec mon ancien doctorant, Youssef NASSER (American University of Beyrouth), et ancienne collègue de FT-R&D Meylan, Joumana FARAH-FRANCIS (Université Saint-Esprit de Kaslik-USEK, Jounieh, puis Université Libanaise de Beyrouth), notamment lors de la confé-rence ICT qu’ils ont organisé au Liban en Avril 2012, et à laquelle ils m’ont invité à prendre part (chairman, membre du comité technique, participation avec une petite délégation grenobloise ...). Egalement, j’ai accueilli Joumana au laboratoire Gipsa-lab durant quelques jours, en Juin 2010, puis en septembre 2015.

– accueil de stagiaires de l’Université Libanaise au Gipsa-lab :

– par l’intermédiaire d’une collaboration avec Mahmoud DOUGHAN de la Faculté de Génie de l’Université Libanaise (FG-UL) de Beyrouth, avec mise en place d’une convention entre FG-UL et Grenoble-INP, accueil et encadrement de 2 étudiants de la FG-UL (Lana DAMAJ et Dalia OUEIDAT) au printemps-été 2008.

– par l’intermédiaire d’une collaboration avec Haissam ZIADE de la Faculté de Génie de l’Uni-versité Libanaise de Tripoli, avec mise en place d’une convention de stage, accueil et d’enca-drement au sein de Grenoble-INP d’un étudiant de cette université Libanaise (Imad FARAH), au printemps 2008.

2.1.1.3 Membre de l’action européenne COST (IC0803) RFCSET

J’ai été contributeur avec Jean-Marc BROSSIER (qui était responsable de l’action pour le Gipsa-lab) du groupe de travail WG2.6 (digital synchronization, parameter estimation and tracking, sequential MC methods for positioning and tracking) de l’action Européenne “RF/microwave Communication Subsystems for Emerging Wireless Technologies” pour la période du 30/07/2008 au 12/10/2012. En particulier :

– présentation au dernier meeting (Perugia, Italie, 7-8 Avril 2011) de la contribution/poster «On the estimation of Flat Fading Rayleigh Channels with Jakes Doppler Spectrum ». http ://www.cost-ic0803.org/

– envoi en échange de notre doctorant Jordi VILLA-VALS en Juin-Juillet 2009 auprès de Carles FERNANDEZ-PRADES du CTTC (Centre Tecnologic de Telecomunicacions de Catalunya) de Barcelone, par le biais/financement de ce COST.

2.1.2 Responsabilités lors de conférences internationales

2.1.2.1 Membre du comité technique (Technical Program Committee) pour :

– ICTTA 2008 : 3rd IEEE international conference on “Information and Communication Techno-logies : from Theory to Applications”, April 7-11, 2008, Damascus, SYRIA.

Site web : http ://conferences.telecom-bretagne.eu/ictta/

– ICT 2012 : 19th IEEE “International Conference on Telecommunications”, Jounieh, LEBANON, April 2012, LEBANON.

2.1. Rayonnement 13

2.1.2.2 Chairman de sessions :

– session T2B “Signal Processing for Communications II” of the 17th International Conference on Digital Signal Processing (DSP 2011), Corfu, GREECE, 6-8 July 2011

– session OII.2 “Channel and Frequency Estimation” of the 19th IEEE International Conference on Telecommunications (ICT’12), Jounieh, LEBANON, April 2012, LEBANON.

2.1.3 Expertises internationales ou nationales

2.1.3.1 Jury de thèse en tant qu’examinateur

– jury de thèse de Lahouari FATHI, thèse réalisée à FT-R&D Meylan, soutenue le 26 Octobre 2007, titre “Récepteurs avancés pour les systèmes CDMA haut-débit utilisant les codes d’embrouillage apériodiques longs”, encadrée par Geneviève JOURDAIN et Marylin ARNDT.

– jury de thèse de Samba TRAORE, thèse réalisée à Centrale-Supélec Rennes, soutenue le 9 Dé-cembre 2015, titre “Échantillonnage aléatoire et égalisation de modulations avancées dans un récepteur Radio Intelligente”, encadrée par Yves LOUET et Jacques PALICOT.

– jury de thèse de Rajoua ANANE , thèse réalisée à l’université du Maine, soutenance le 31 Mars 2016, titre “Contribution à l’optimisation conjointe MAC/PHY dans les réseaux de capteurs sans fils”, encadrée par Kosaï RAOOF et Ridha BOUALLEGUE.

2.1.3.2 Jury de DRT (Diplôme de Recherche Technologique) ou de DRI (Diplôme de Recherche et d’Innovation) en tant qu’examinateur

– jury de DRT de Mathieu LE BIHAN, réalisé au CEA-LETI, titre “Etude des performances de techniques MIMO sur les réseaux WLAN”, encadré par Nicolas CASSIAU et Jean-Marc BROS-SIER, soutenu en 2004,

– jury de DRI de Ibou Tine FALL, réalisé à ST-Microelectronics et laboratoire TIMA, titre “Algo-rithmes/architectures innovants pour la démodulation du standard de diffusion chinois DTMB en réception fixe”, encadré par Jean-Noël ROZEC et Nacer-Eddine ZERGAINOH, soutenu le 22 octobre 2012.

Je participe aussi naturellement chaque année (depuis 2001) à des jurys de soutenance de stages du Master-Recherche (anciennement DEA) “Signal-Image-Parole Telecom” de Grenoble-INP, ainsi qu’aux jurys de soutenance de Projets de Fin d’Etudes des élèves ingénieurs des formations de Grenoble-INP (en tant que rapporteur ou président).

2.1.3.3 Expertises (Reviews) d’articles scientifiques

En tant que chercheur publiant, je participe au travail régulier de relecture par les pairs d’articles scientifiques (avec un taux autour de un article reviewé pour une soumission à laquelle j’ai participée), notamment pour les revues internationales ou nationales suivantes :

– “IEEE Transactions on Signal Processing” (notamment pour éditeur Walid HACHEM)

– “IEEE Transactions on Vehicular Technology” (notamment pour éditeur Dr. Kainam Thomas WONG, et éditeur Dr. Mischa DOHLER),

– “IEEE Transactions on Wireless Communications” (pour éditeur Prof. M. McKAY)

14 Chapitre 2. Participation à la vie scientifique

– “EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking” (pour éditeur Dr Heidi STEEN-DAM)

– “Journal of Communications and Networks” (pour éditeur Dr. Alain SIBILLE), – “European Transaction on Telecommunication”,

– “Journal of Applied Signal Processing”

– “IET Communications” (appelé de 1994 à 2006 “IEE Proceedings - Communications”) – “Traitement du Signal”

– ...

ou encore pour les congrès internationaux ou nationaux suivants : PIMRC (2008, ...), EUSIPCO (2013, ...), Globecom (2012, ...), ICCIT (2013, ...), SPAWC (2013, ...), VTC (2012, ...), ICT (2012, 2013, ...), European Wireless, ICTTA, GRETSI (2013, 2015, ...), ...

2.1.4 Distinctions diverses ou autres qualifications

– prix de thèse Grenoble-INP (décerné le 4 Janvier 2004 pour ma thèse soutenue en 2001), – prix de thèse Grenoble-INP de mon doctorant Hussein HIJAZI (décerné le 30 Novembre 2010

pour sa thèse soutenue en 2008).

– titulaire de la Prime d’Encadrement Doctoral et de Recherche (PEDR) ou de la Prime d’Excel-lence Scientifique (PES) depuis octobre 2007 [obtention pour des périodes de 4 ans en sept 2007 (PEDR), renouvelée en sept. 2011 (PES), puis en sept 2015 (PEDR)].

– qualification aux fonctions de maitre de conférences pour les sections CNU 61 (Génie informa-tique, automatique et traitement du signal) et CNU 63 (Génie électrique, électronique, photonique et systèmes ) obtenues en 2002.

– “Best paper award” à la conférence Crowncom 2016 pour l’article [C45] commun entre Gipsa-lab et St-Microelectronics suite au travail de thèse Cifre de Robin GERZAGUET.

2.1.5 Relations avec le monde industriel

De par mon parcours, j’ai d’abord été plongé dans le monde industriel durant près de 6 ans avant d’entrer dans celui de l’enseignement/recherche, en démarrant par une thèse. Devenu ensuite univer-sitaire (maitre de conférences), mon passé industriel a sans doute facilité mes liens avec le monde de la R&D en entreprise. Ces liens sont matérialisées aujourd’hui par le co-encadrement de thèses ou de post-docs, en plus des suivis de stages en entreprise en tant que tuteur.

2.1.5.1 Avant la thèse : 1993-1999

Avant ma thèse à Grenoble démarrée en Février 1999, j’ai donc travaillé comme ingénieur en Recherche& Développement (Cf mon CV résumé) :

– tout d’abord (oct 1993-Aout 1995) au Centre National d’Etudes des Télécommunications (CNET) de Lannion en Bretagne, centre d’étude de France-Télécom (nommé ensuite FT-R&D puis Orange-lab), par l’intermédiaire de la société Silicom (region ouest) basée à Rennes, au sein du Département qui s’intéressait aux “Transmissions Ionosphériques”. J’étais chargé sous la direction de Patrick LASSUDRIE-DUCHESNE, en collaboration avec Rolland FLEURY, du dépouillement et analyse (spectrale et statistique) de signaux issus d’une campagne de mesures de bruit et de propagation radioélectrique très basse fréquence (enregistrés sur 3 sites

Atlan-2.1. Rayonnement 15

tique) [T1][T2], puis de la définition et du développement de nouveaux bancs de mesure semi-automatiques [T3]. L’objectif était une meilleure connaissance du bruit radio dans la gamme VLF-LF (Very Low Frequency - Low Frequency) allant de 5 kHz à 70 kHz, et qui est caractéri-sée principalement par 2 composantes, Gaussienne et Impulsive, dues respectivement aux orages lointains et proches. Cette meilleure connaissance du bruit devait servir à l’optimisation des pro-cédés de communication radio vers les sous-marins proches de la surface (types de modulations, de redondance, niveaux, ...). Ce travail était rattaché au projet TRANSFOS dirigé par Thomson-CSF. J’ai pu aussi bénéficié pour ce projet des conseils avisés de Yvon LEROUX, alors expert au CNET en Traitement du Signal.

– ensuite (sept 1995-Janv 1999), à la société SODIELEC à Millau dans l’Aveyron, qui est une PME (environ 70 personnes à l’époque, davantage aujourd’hui) experte dans la conception et production d’équipements de télécommunications. Au sein du bureau d’étude dirigé alors par Philippe CABON, j’ai été embauché comme chef de projet, puis responsable d’une équipe d’ingénieurs R&D qui concevait des modules de traitement du signal en bande de base (co-deurs/décodeurs audio-numériques, modem numérique, ...) [T6] s’intégrant dans les produits de communications ou radio-diffusions de la société (Faisceaux Hertziens numériques, Décodeur sa-tellites, etc). Les équipements conçus avec mon équipe étaient essentiellement destinés au maitre d’ouvrage TDF (Télédiffusion De France), pour des utilisateurs finaux qui pouvaient être des chaines de Télévision (France 3) ou des stations de Radio FM. Après mon précédent emploi chez l’opérateur France-Telecom, j’ai ainsi pu voir l’autre coté de l’industrie des télécoms, celui d’un équipementier qui développe des produits en essayant de tenir les délais justement définis par l’opérateur. J’ai été pas mal en contact avec des ingénieurs de TDF (Paris, Metz) qui assuraient les appels d’offre, cahier des charges, suivi du développement et la recette finale des prototypes ou pré-série que nous développions. J’ai aussi eu des contacts avec les entreprises développant des composants électroniques ou fonctions avancées utilisés dans nos produits (Comatlas ou Harris pour les modems numériques, Philips, ITIS pour la compression audio Musicam et norme Digital Audio Broadcasting ...). Enfin en interne, je me coordonnais avec les autres services (direction, support industriel, production, commerciaux, SAV) intervenant dans la vie d’un produit.

Alors que l’expérience précédente au CNET était restée focalisée sur un domaine très précis (études statistiques des bruits) et pour des applications très spécifiques (transmission radio très basses fréquence), ce deuxième travail était certainement moins pointu théoriquement mais beau-coup plus large, ne serait-ce sur le plan technique. Le travail de conception m’a en effet amener à toucher ou cotoyer beaucoup de domaines (communications numériques, signal, asservisse-ments et boucles à verrouillages de phases, électronique analogique et numérique, propagation, compatibilité électromagnétique, conception de cartes, informatique industrielle, programmation, techniques hyper-fréquences, ...), ce qui m’a replongé dans une bonne partie de mes anciens cours de l’option radiocom de Supélec. Les constantes de temps d’une PME sont aussi beaucoup plus brèves, et il faut être capable de réagir rapidement aux problèmes techniques (et parfois humains) et défis qui se posent au quotidien. J’ai eu la chance de rencontrer un accueil chaleureux au sein du bureau d’étude composé essentiellement de jeunes ingénieurs passionnés de techniques, et qui m’ont apporté leur aide précieuse (Louis REYNIER, Jean PEREIRA, Fabrice DESCLAUX, Jean-Christophe NANAN, ...). J’espère avoir su faire de même avec les jeunes collègues recrutés ensuite pour travailler avec moi (Christophe, Laurence, ...). Au final, cette expérience industrielle a été enrichissante, mais les envies d’approfondir les aspects scientifiques et de davantage de li-berté thématique l’ont emporté, ce qui m’a amené à me lancer dans une nouvelle aventure, celle de la thèse et de la recherche.

16 Chapitre 2. Participation à la vie scientifique

2.1.5.2 Après la thèse : de 2002 à aujourd’hui

1. avec le CEA-LETI de Grenoble : j’ai eu la grande chance que le CEA-LETI (Laboratoire d’Electronique et de Technologie de l’Information) mène sur la place Grenobloise une activité de recherche ou de R&D très forte autour des “communications numériques et algorithmes”. Ainsi plusieurs dizaines d’ingénieurs de recherche travaillent sur cette thématique, avec de nombreuses contributions dans les congrès internationnaux ou projets de recherche européens. Les “laboratoi-res” en question (aux noms évolutifs ...) ont été dirigés par Laurent OUVRY puis plus récemment par Dimitri KTENAS (ancien étudiant de l’ENSERG, faisant partie de la première promotion à subir mes cours d’“égalisation-synchronisation” en 2000 ...), ou encore Vincent BERG. Même si une partie des activités télécom évolue aujourd’hui vers les couches plus hautes, j’ai eu de fortes collaborations les 15 dernières années avec le CEA-LETI et elles se poursuivent aujourd’hui (thèse de Mathieu des NOES qui vient d’être soutenue, thèse de Yoann ROTH quasi à mi parcours, et démarrage en octobre 2015 de la thèse de Marguerite MARNAT). Les projets communs et accompagnements de thèses ou de post-docs sont reportés dans la section 2.2.1 “Responsabilités de contrats de recherche rémunérés”. J’ai eu aussi quelques actions ponctuelles, comme :

– Animation scientifique : pour la formation CEA / INSTN intitulée « Evolution des transmis-sions sans fil et technologies associées », organisée par Mme Chantal TARDIF, du 21-22 Mars 2005, animation du module “Techniques de modulation et codage”,

– Membre du comité de pilotage de “laboratoire commun CEA / Gipsa-Lab” (contrat de colla-boration géré alors par Hélène LHERMET) : en 2011 et 2012,

Je cite aussi quelques-uns des nombreux étudiants de Grenoble-INP dont j’ai été tuteur univer-sitaire et qui faisaient leur stage de fin d’études au CEA-LETI dans le domaine du “traitement du signal/codage pour les communications” :

– Marco GIUDICI en 2003, “Etude des techniques de turbo MUD appliquées aux transmissions CDMA multi-porteuses", responsable : Dimitri KTENAS,

– Jean-Noël REMOND, “Etude et implémentation d’un bloc reconfigurable pour une application de télécommunication", responsable : F. CLERMIDY,

– Simon KREUTZ en 2005, “Etude de mécanisme de synchronisation en MC-CDMA”, respon-sable : Luc MARET.

– Cédric ABGRALL en 2007, “Etudes des techniques de relais coopératifs en 802.16e/j”, respon-sable MARET Luc (promotion ENSERG 2000, comme Dimitri KTENAS ...).

– Jean-Baptiste WARGNIES en 2010, “Mise en place d’une chaine de transmission radio basse consommation sous SystemeVue d’Agilen”, responsable : Michael PELISSIER,

– Giovanni BENINCA DE FARIAS en 2010, “Etude et Evaluation de Techniques Coopératives de Relayage Radio pour Signaux OFDM”, responsable : Patrick ROSSON,

– Touati NADJAH en 2012, “Traitement numérique du signal pour une liaison sans contact à très haut débit”, responsable : François DEHMAS.

– Arnaud TURIN en 2013, “Study of cell search algorithms for 3GPP LTE system”, responsable : Mathieu DES NOES.

– Michela ARNESANO en 2014, “Radio channel modeling from experimental data in Body Area Networks”, responsable : Raffaele D’ERRICO.

– Dimitri GERIN en 2014, et Thibault CATTELAIN en 2015, “Etude de récepteurs intelligents pour le MU-MIMO CoMP en OFDM”, responsable : Nicolas CASSIAU.

2. avec ST Grenoble : des ingénieurs R&D de l’entreprise ST (ST-Ericsson ou/et ST-microelectronics selon le moment ...) étudient aussi et implémentent du Traitement du Signal dédié aux fonctions que l’on peut trouver dans les circuits intégrés d’un émetteur-récepteur (égalisation, synchronisa-tion, commande automatique de gain, compensation de défauts Radio-Fréquences, architectures

2.1. Rayonnement 17

radio, ...). J’ai eu la chance d’en rencontrer quelques-uns, et ainsi de suivre l’évolution d’un domaine que j’avais bien cotoyé dans ma vie antérieure d’ingénieur de conception à Sodielec. Cette collaboration avec ST s’est notamment matérialisée par la thèse CIFRE de Robin GER-ZAGUET, en collaboration avec Fabrice BELVEZE (Cf section 2.2.1 “Responsabilités de contrats de recherche rémunérés”), mais c’est encore grâce au tutorat de nombreux étudiants de Grenoble-INP effectuant leur stage chez ST que les échanges ont démarré, notamment :

– Stéphane GUNTZ en 2001, “Conversion numérique de rythme pour les modems VDSL”, res-ponsable : Thierry LENEZ (à qui je rends hommage),

– Cyril JAQUENOT en 2002, “Développement d’une simulation de référence pour un ’system on chip’ (modem 3G)”, responsable : Fabrice BELVEZE,

– Sylvain RIVORY en 2002, “Etude d’algorithmes avancés de traitement du signal utilisés dans les systèmes VDSL++ ", responsable : Christophe DEL TOSO,

– Thuan HUYNH en 2003, “Etude de chaînes d’émission optimisées", responsable : Gabriel DELLA-MONICA (ancien collègue de Supélec et du service national ...),

– M.S. GUIZANI en 2006, “Etude et modélisation de techniques de réception multi porteuse appliquées à la télévision numérique sur récepteur mobile”, resp. Olivier ISSON,

– Nourhene SLEI, “ Stage architecture système ISDB-T” en 2010, responsables : Jean-Noël RO-ZEC et Laurent TARDIF,

– Abdelhamid LARAKI en 2010, “Terminal 4G : Modélisation d’un transceiver RF multi-standard et études d’algorithmes de contrôle”, responsable Fabrice BELVEZE,

– Robin GERZAGUET en 2011, “Modélisation d’un transceiver RF multi-standards et étude d’algorithmes de traitement du signal pour la compensation de l’IQ Mismatch”, responsable Fabrice BELVEZE,

– Pascal PEPE en 2012, “Compensation du DC OFFSET dans un récepteur Zero-IF”, responsable Fabrice BELVEZE,

– Yoann ROTH en 2013, “Terminal 4G : modélisation d’un transceiver RF multi-standard et étude d’algorithmes de traitement du signal”, resp. : Fabrice BELVEZE,

– Bastien MOURGUE en 2015, “Annulation d’interférences causées par des échos hors intervalle de garde dans un système OFDM”, resp. : Fabrice BELVEZE,

3. avec France-Telecom-R&D [devenu Orange-lab] à Meylan : ma thèse s’est faite au LIS en collaboration financée par FT-R&D Meylan (équipe de Marylin ARNDT sur les objets communi-cants). Devenu enseignant chercheur en 2002, j’ai naturellement poursuivi quelques collaborations avec France-Télécom, même si elle ont diminué ces dernières années, étant donné que Orange-lab Meylan travaille de moins en moins sur la couche physique. Ces collaborations ont eu lieu soit de manière informelle sur des sujets traités à France-Telecom dans la continuité de ma thèse (exemple : discussions autour de la thèse de David CIBAUD, “Etude d’implémentation d’un ré-cepteur re-configurable pour un terminal bi-mode TDD et FDD de l’UMTS”, soutenue en 2006), soit plus formellement par exemple par le biais d’étudiants de Grenoble-INP dont j’étais tuteur universitaire et qui faisaient leur stage de fin d’études à France-Telecom dans le domaine du “traitement du signal pour les communications”, comme par exemple :

– Jorge GUTIERREZ en 2003, “Impact of the PAPR of the OFDM signals on the mobile” sous la responsabilité de Christian LEREAU et Michel PONS.

– Jordi VILA VALLS en 2006, “Signal Processing techniques for Interference Rejection in WLAN systems” sous la direction de Philippe MARY,

ou encore par l’intermédiaire d’autres actions :

– Animation scientifique : mise en place avec Benoit MISCOPEIN et Marylin ARNDT de FT-R&D d’un module de formation de 12 heures (dont 6 heures assurées par moi-même) intitulé :

18 Chapitre 2. Participation à la vie scientifique

“Communications Radiomobiles, du GSM à l’UMTS”, dispensé à l’école doctorale EEATS de Grenoble-INP en Avril en 2003, 2004, et 2005.

– Suivi du brevet [B1] déposé avec Marylin ARNDT et Geneviève JOURDAIN,

J’ai cité les 3 entreprises de la place Grenobloise avec qui j’ai eu le plus d’échanges. Bien sûr, le tutorat d’étudiants en stage en entreprise ainsi que la participation à des projets de recherche m’a amené à avoir des contacts avec de nombreuses autres entreprises françaises ayant des activités en traitement du signal pour les communications (Thalès, Texas Instrument, Alcatel, Ifremer, Onera, ...).

2.2

Responsabilités scientifiques

Dans cette section, je liste des responsabilités exercées sous ma “fonction” de chercheur, comme la responsabilité de contrats de recherches rémunérés (études, accompagnement de thèses ou de post-docs, ...), la participation à des projets nationaux, à des comités de sélection, ... . Les responsabilités exercées au titre de ma “fonction” d’enseignant seront traités dans la section d’après.

2.2.1 Responsabilités de contrats de recherche rémunérés

2.2.1.1 avec le CEA-LETI :

– en 2001-2003 : études (avec fourniture de rapports) sur l’ “estimation de canal multi-capteurs”, et les “performances asymptotiques des systèmes CDMA multi-porteuses”, financement : 4000 euros HT, correspondant CEA : Mathieu DES NOES (contrat GR 773 508, Thème 1, st1, tâche 1 et 2.3), .

– en 2003-2004 : contrat d’accompagnement sur le thème : “synchronisation, estimation de canal et égalisation pour les systèmes MC-CDMA”, financement : 3500 euros H.T., correspondant CEA : Mathieu DES NOES (contrat GR 772 976, Thème 1).

– en 2005 : contrat d’accompagnement sur le thème : “systèmes de modulation OFDM-CDMA et impact d’une erreur de synchronisation”, financement : 3500 euros H.T, correspondant CEA : Mathieu DES NOES.

– en 2006 : thème “impact d’une erreur de synchronisation et perspectives”, financement : 5000 euros HT, correspondant CEA : Mathieu DES NOES (contrat Ref CEA : 773 988/ Av2-sous-thème 1). – en 2007, thème : “Espace-Temps pour systèmes Ultra-Large-Bande (ULB) et perspectives”. Mon-tant : 13000 euros HT (minoré suite démission en cours du post-doc), incluant financement d’un postdoc, correspondant CEA : François VACHERAND (contrat : Ref CEA : 773 988 / Av2, Réf INPG : 10518/02, Ref CNRS : 722576/02),

– en 2008, thème “Etude du codage distribué et des stratégies de coopération pour les réseaux de communication avec relais”. Montant du contrat : 75314 euros HT, incluant financement d’un post-doc (Emilio CALVANESE-STRINATI) en partie au Gipsa-lab, correspondant CEA : François VACHERAND (Ref contrat CEA : C1076),

– en 2010-2011, thème “Etude de l’intégration des communications M2M dans les évolutions du LTE”. Montant du contrat : 100625 + 42962.8 euros HT, incluant financement d’un post-doc (Cédric ABGRALL) en partie au Gipsa-lab, correspondant CEA : Dimitri KTENAS (Référence contrat : Thème 4 des comptes rendus du comité de pilotage CEA/GIPSA-LAB du 03/09/2010 et 05/12/2011).

2.2. Responsabilités scientifiques 19

– en 2012-2013, thème “Mécanismes d’allocation de ressources et de gestion de l’interférence pour femto-cellules”, Montant du contrat : 52000 + 92440.6 euros HT, incluant financement d’un post-doc (Antonio DEDOMINICO) en partie au Gipsa-lab, correspondant CEA : Dimitri KTENAS (Référence contrat : Thème 4 des comptes rendus du comité de pilotage CEA/GIPSA-LAB du 27/01/2012 et 02/08/2012).

– en 2014-2016, thème “Etude d’une nouvelle couche physique pour réseaux de capteurs sans fil (M2M) pour systèmes critiques”. Montant du contrat : 30000 euros HT sur 3 ans, contrat de collaboration (liée à l’accompagnement de thèse de Yoann ROTH), correspondants CEA : Jean-Baptiste DORE et Vincent BERG (Référence : contrat de collaboration C17849, laboratoire com-mun CEA/GIPSA-LAB, thème “Telecom”, tâche 4-9 “couche physique M2M”, du 29/04/2014).

2.2.1.2 avec ST-Ericsson :

– en 2012-2015 : contrat d’accompagnement d’une bourse CIFRE sur le thème “Méthodes de traitement numérique du signal pour la réduction d’auto-interférences dans un terminal mobile” (thèse de Robin GERZAGUET), Montant du contrat : 39000 euros HT, correspondant ST : Fabrice BELVEZE (Référence : contrat de collaboration ST-Ericsson/Gipsa-lab en application de la convention CIFFREn0 _2011-3603).

2.2.2 Projets nationaux ANR

Si je ne compte pas la période de thèse1, j’ai essentiellement participé à 2 projets financés par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR), qui vont être rappelés ci-dessous. Les projets ANR ont le mérite d’associer universitaires et ingénieurs R&D d’entreprises autour d’un même sujet, sur une durée typiquement de 3 ans, avec un financement associé. Toutefois, mon retour d’expérience borné aux quelques projets auxquels j’ai participé est mitigé, certainement à cause de projets qui n’ont pas été assez ciblés au niveau thématique. En effet durant ces projets, une bonne partie du temps alloué à ma recherche a été consommé, mais les recherches menées n’ont pas été les plus productives (notamment aucun de mes articles de revue n’a été le fruit direct de ses projets) ni les plus excitantes (trop bornées à des voies à priori fixées à l’avance).

2.2.2.1 Projet ANR LURGA : de 06/2007 à 06/2010

Titre : “Localisation d’Urgence Reconfigurable par GALILEO”, Porteur de projet : THALES (Bertrand MARIN),

Partenaires : THALES, Siradel, SATIE-ENS Cachan, Gipsa-lab,

Intervenants permanents du Gipsa-lab : Jean-Marc BROSSIER (responsable) et moi-même, Contribution : “étude et développement d’algorithmes de synchronisation” [T10] [C23].

Mon implication : forte, entre-autre pour la co-rédaction de tous les livrables Gipsa-lab, recherche et co-encadrement de post-doc (H. ABEIDA) et stagiaires (D. OUEIDAT), participation aux réunions

1. durant ma période de thèse, de 1999 à 2001, j’ai participé de manière modeste (à quelques réunions et discussions techniques) au projet du Réseau National de Recherche en Télécommunications AUBE, qui s’intéressait aux “nouvelles Architectures UMTS en vue de l’intégration sur silicium des fonctions Bande de base du tErminal”, et impliquait Thales communications, France-Telecom R&D Issy-les-Moulineaux et Meylan, Eurecom, Kurtosis, ainsi que mon laboratoire (LIS à l’époque). Du coté du LIS, l’acteur majeur était le post-doctorant Frédéric BALDIT, sous la responsabilité de Geneviève JOURDAIN, et les autres permanents impliqués étaient Joël LIENARD et Jean-Marc BROSSIER.